Các bƣớc chuyển hoá từ đƣờng thành rƣợu êtylic

2. Những thành tựu và hƣớng nghiên cứu trong lĩnh vực sản xuất bia

4.1.2. Các bƣớc chuyển hoá từ đƣờng thành rƣợu êtylic

Lên men là quá trình trao đổi chất nhờ tác động của men. Căn cứ vào sự tham gia của oxy ta chia thành hai loại lên men: lên men hiếu khí và lên men yếm khí.

Lên men dịch đƣờng hoá thuộc loại lên men yếm khí. Sản phẩm cuối cùng là rƣợu êtylic. Quá trình lên men, chuyển đƣờng thành rƣợu, xảy ra hàng loạt các quá trình sinh hoá và sinh học phức tạp.

Năm 1810, Gay.Lussac nghiên cứu thấy rằng, cứ 45 phần khối lƣợng đƣờng glucoza tạo thành 23 phần khối lƣợng rƣợu êtylic và 22 phần CO2. Dựa trên cơ sở đó, ông đã viết phƣƣơng trình hoá học của sự lên men nhƣ sau:

Phƣƣơngtrình trên chỉ nêu đƣợc nguyên liệu ban đầu và sản phẩm cuối cùng quá trình lên men, không chỉ ra các sản phẩm trung gian. Do đó nó chỉ dùng để tính toán sự cân bằng của quá trình lên men rƣợu.

Quá trình chuyển hoá đƣờng thành rƣợu thực hiện qua hàng loạt các phản ứng phức tạp; liên quan tƣới quá trình phosphoryl hoá các hợp chất hữu cơ. Giai đoạn đầu (giai đoạn phosphoryl hoá) các hợp chất đƣờng – phosphat đƣợc tạo thành.

Hợp chất cuối cùng ở giai đoạn này là fructoza – 1, 6 – diphosphat. Tiếp sau bị phân cắt thành hai phân tử triozophosphat (dioxyaxetonphosphat andehit - 3 - phospho glyxerinic). Andehit - 3 - phospho glyxerinic sau khi bị dehydro và đƣợc photsphoryl hoá trở thành axit 1, 3 – diphosphoglyxerinic. Axit này sau chuyển thành axit piruvic. Tiếp quá trình chuyển hoá là sự tạo thành rƣợu êtylic.

Quá trình lên men rƣợu gồm 11 giai đoạn, sản phẩm cuối cùng thu đƣợc là: Glucoza + H2O  rƣợu êtylic + axit axetic + glyxerin + CO2.

Sau khi cấy giống men vào dịch đƣờng, bắt đầu tính thời gian lên men. Quá trình lên men chính có thể chia làm bốn giai đoạn để dễ quan sát và nhận xét. Mỗi giai đoạn có những đặc điểm khác nhau, thể hiện ở bề mặt dịch lên men, hàm lƣợng các chất hoà tan, màu sắc của dịch.

- Giai đoạn một: Đặc điểm là tạo bọt trắng và mịn xung quanhbề mặt dịch lên men. Nấm men nẩy chồi và phát triển mạnh, hàm lƣợng các chất hoà tan giảm vƣới tốc độ 0,2  0,5% mỗi ngày đêm. Thời gian từ 11, 5 ngày.

- Giai đoạn hai: Là giai đoạn bọt thấp, rất nhiều bọt đặc, trắng, bồng lên một lớp trên mặt dịch. Tốc độ giảm các chất trích ly khoảng 0,5  1% mỗi ngày đêm, thời gian từ 2  3 ngày.

- Giai đoạn ba: Là giai đoạn bọt cao. Quá trình lên men mạnh nhất. Tiêu hao cơ chất vƣới tốc độ 1  1,5% một ngày đêm. Bọt trắng chuyển sang nâu. Thời gian 3  4 ngày.

- Giai đoạn bốn; bọt xẹp xuống, toàn bộ bề mặt dịch phủ lớp màu nâu. Tiêu hao các chất hoà tan chậm 0,5  0,2% một ngày đêm. Tế bào nấm men kết lắng xuống đáy; quá trình lên men chính dần kết thúc. Sản phẩm thu đƣợc là bia non.

Trong quá trình lên men bia, giai đoạn chuyển hoá đƣờng thành rƣợu êtylic có sự toả nhịêt mạnh. Điều đó cần lƣu ý khi theo dõi nhiệt độ của dịch và của phòng lên men. Khi cần thiết phải làm lạnh để duy trì nhiệt độ thích hợp.